Зміст
1. Введення
2. Завдання хімічноїкінетики
3. Хімічний процес ійого стадії
4. Відкриті і замкнутісистеми
5. Закон збереженнямаси і енергії
6. Хімічніперетворення і теплові ефекти хімічних реакцій
7. Теплота освітихімічних сполук
8. Закон Гесса та йогонаслідок
9. Швидкість хімічнихреакцій
9.1 Основні поняття
9.2 Залежність швидкостігомогенних реакцій від концентрації (закон діючих мас)
9.3 Константа швидкостіхімічних реакцій, її залежність від температури.
10. Енергія активації
11. Явище каталізу
12. Оборотні реакції
13. Хімічнерівновагу
13.1 Константарівноваги, ступінь перетворення
13.2 Принцип Ле Шательє.
13.3 Зміщення хімічногорівноваги під дією температури і тиску
14. Гомогенні тагетерогенні реакції
15. Основні типи елементарнихреакцій
16. Окисно-відновніреакції
Висновок
Література
1. Введення
Кінетикахімічних реакцій, вчення про хімічні процеси - про закони їх протікання вчасу, швидкостях і механізмах. При дослідженні хімічних реакцій, вЗокрема, використовуваних в хімічній технології, застосовують як методихімічної термодинаміки, так і методи хімічної кінетики. Хімічнатермодинаміка дозволяє обчислити тепловий ефект цієї реакції, а такожпередбачити, здійсненна чи дана реакція і її стан рівноваги, тобтомежа, до якого вона може протікати. Для цього необхідно мати дані протермодинамічних параметрах всіх компонентів тільки в початковому і кінцевомустанах системи. Але для практики потрібно знати не тільки можливістьздійснення даної реакції, але і швидкість її протікання. Відповідь на це питаннядає хімічна кінетика. Для отримання кінетичних закономірностей повиннібути відомі не тільки початкове і кінцеве стану системи, але і шлях, поякому протікає реакція, а він зазвичай заздалегідь невідомий. Тому отриматикінетичні закономірності складніше, ніж термодинамічні. Знаючи цізакономірності (математичну модель) досліджуваної хімічної реакції та їїкінетичні параметри, можна розрахувати її швидкість н оптимальні умовипроведення в промисловому реакторі. З дослідженнями кінетики хімічнихреакцій пов'язані найважливіші напрямки сучасної хімії та хімічноїпромисловості: розробка раціональних принципів управління хімічнимипроцесами; стимулювання корисних і гальмування і придушення небажаних хімічнихреакцій; створення нових і вдосконалення існуючих процесів і апаратіву хімічній технології; вивчення поведінки хімічних продуктів, матеріалів івиробів з них в різних умовах застосування та експлуатації.
Багаторівняння, що описують протікання в часі хімічних реакцій, придатні і дляопису ряду фізичних процесів (розпад радіоактивних ядер, ділення ядерногопального), а також для кількісної характеристики розвитку деякихбіохімічних, в тому числі ферментативних, і інших біологічних процесів(Нормальний і злоякісний ріст тканин, розвиток променевого ураження,кінетичні критерії оцінки ефективності лікування).
Окреміроботи в області кінетики хімічних реакцій були виконані ще в середині 19в. У 1850 німецький хімік Л. Вільгельмі вивчив швидкість інверсії тростинного цукру,в 1862-63 М. Бертло - швидкість реакцій етерифікації. У роботах Н. А. Меншуткинаотримали розвиток (1882-90) такі основні проблеми хімії, як зв'язок міжбудовою речовин і їх реакційною здатністю, вплив середовища на хід хімічногоперетворення. У 80-х рр.. 19 в. Я. Вант-Гофф і С. Арреніус сформулювалиосновні закони, керівники простими хімічними реакціями, і дали трактуванняцих законів, виходячи з молекулярно-кінетичної теорії. Подальший розвитокцих робіт призвело до створення в 30-х рр.. 20 в. Г. Ейрінгом і М. Поляні на базіквантової механіки та статистичної фізики теорії абсолютних швидкостей реакцій,відкриваючою перспективи розрахунку швидкостей простих (елементарних) реакцій,виходячи з властивостей реагуючих частинок.
Паралельнорозвивалися роботи по вивченню кінетики складних реакцій. Серед перших у ційобласті були дослідження А. Н. Баха і Н. А. Шилова по реакціях окислення. Вонивключили в предмет хімічної кінетики уявлення про вирішальну рольпроміжних продуктів і проміжних реакцій в хімічному перетворенні.Велику роль в розробці загальних методів підходу до вивчення складних реакційзіграли роботи М. Боденштейна. Визначним досягненням теорії складних хімічнихпроцесів з'явилася створена в 30-х рр.. Н. Н. Семеновим загальна теорія ланцюговихреакцій. Широкі дослідження механізму складних кінетичних процесів,особливо ланцюгових реакцій, були виконані С. Н. Хиншелвудом .
2.Завдання хімічної кінетики
Хімічнакінетика трактує якісні і кількісні зміни в ходіхімічного процесу, що відбуваються в часі. Зазвичай цю загальну задачуподіляють на дві більш конкретні:
1) виявлення механізму реакції - встановлення елементарних стадійпроцесу та послідовності їх перебігу (якісні зміни);
2) кількісний опис хімічної реакції - встановлення суворихспіввідношень, які могли б задовільно пророкувати зміни кількостейвихідних реагентів і продуктів у міру протікання реакції.
Такожв залежності від необхідності знаходження концентрації речовин за схемою реакціїабо відновлення схеми по відомим концентраціям ставиться завдання пряма абозворотна.
1) Під прямим завданням хімічної кінетики розуміють завдання перебуванняконцентрацій що у реакції речовин в будь-який момент часу, виходячи звідомих початкових концентрацій, схеми реакції і констант швидкостей окремихстадій.
2) Зворотний завдання хімічної кінетики - відновлення по відомоїзалежності концентрації речовин від часу схеми реакції і констант швидкості.
3.Хімічний процес і його стадії
Хімічнареакція (процес) полягає в перетворенні одного або декількох хімічнихречовин, званих вихідними речовинами, в одне або декілька іншиххімічних речовин, званих продуктами реакції. Хімічні реакції, якправило, є складними, тобто протікають через ряд елементарних стадій.Елементарна стадія є найбільш простою складовою частиною складної реакції:кожен акт елементарної стадії являє собою результат безпосередньоговзаємодії і перетворення декількох частинок. Сукупність реакцій зелементарних стадій називається механізмом реакції. При протіканні реакції постадіям виходять і витрачаються проміжні речовини. Проміжнимиречовинами зазвичай є активні частинки з не спареними електронами, такзвані радикали. Складні реакції можуть складатися з двосторонніх,паралельних і послідовних елементарних стадій. Всі елементарні стадіїє двосторонніми (оборотними), тобто - складаються з двох взаємнопротилежних елементарних реакцій, які одночасно протікають в прямому ізворотному напрямках, але з різною швидкістю. При паралельному протіканні декількохелементарних стадій дана речовина одночасно витрачається по декількохшляхах з утворенням різних продуктів. При послідовному протіканніелементарних стадій проміжна речовина, отримане в одній стадії,витрачається інший. Механізм більшості реакцій точно не відомий, оскількипроміжні речовини зазвичай дуже нестійкі і довести експериментально їхіснування досить складно. Тому, як правило, у складних реакційпроміжні речовини невідомі, а відомий тільки найбільш ймовірниймеханізм, тобто передбачуваний механізм протікання реакції за стадіями, наоснові якого можна отримати закономірність (математичну модель),адекватно відображає основні риси реального процесу. Таким чином, елементарноїстадією хімічної реакції називається сума актів хімічного перетворення приодночасному зближенні (зіткненні) кількох (зазвичай двох) часток; прицьому енергія зв'язків перерозподіляється між атомами з утвореннямактивованого комплексу з його подальшим розпадом і отриманням н...
